深基坑支护结构设计的优化方法

王玲娟　陈建永

【摘要】近年来，城市建筑逐渐向着高层化方向发展，对建筑工程施工质量也提出了更高要求。地下工程是建筑工程的重要组成部分，对于地下工程来说，深基坑支护工程属于关键工程，其主要目的是为了维护基坑施工安全，为建筑工程后续施工奠定良好基础。因此，加进深基坑支护结构设计与施工是确保其支护效果的重要方式。基于此，本文研究深基坑支护结构设计的优化方法，希望能为相关人员提供理论参考依据。

【关键词】深基坑支护结构；结构设计；优化方法

一、深基坑支护结构设计存在的问题

（一）受力计算与实际情况存在差异

现阶段，在深基坑支护结构设计中，依然采用极限平衡理论进行支护结构的受力计算，计算结果与实际施工差异较大。实践研究表明，部分支护结构采取极限平衡理论对安全系数进行计算时，理论上是可行的，但在实际施工中却出现意外状况；部分支护结构尽管计算得出安全系数较小，甚至无法满足相关规定要求，但在实际施工中却比较安全。对于深基坑支护结构来说，极限平面论属于一种静态设计方式，但土体的开挖却处于动态平衡状态中，这种状态下的土体强度会随着时间的推移而慢慢发生变化，甚至出现变形现象。然而，在深基坑支护结构设计中，这部分内容往往被忽视。

（二）未考虑基坑开挖产生的空间效应

水平位移是由基坑附近向基坑内进行的，并且两边小、中间大。因此，在深基坑支护施工中，边坡失稳现象通常产生于基坑长边的中部位置，这也就意味着深基坑开挖施工属于空间问题。然而，过去在设计深基坑支护结构时，一般将其作为平面应变问题进行处理，这种处理方式一般只适用于长条形基坑；如果基坑形狀为长方形或者正方形，这种处理方式则不够恰当。在设计阶段，如果要将深基坑支护结构假设为平面应变，则需要根据实际情况合理调整支护结构的构造，确保其满足基坑开挖的空间效应要求。

（三）对土体缺乏科学取样

在设计支护结构之前，需要分析并测试地基土样品，全面掌握土体本身的物理力学作用，继而给予支撑结构的设计一定的依据。一般在深基坑的开挖范围中，需要根据国家制定的标准进行钻探取样，所以，应该对土壤样品进行随机获取。但是，考虑到地质结构具有一定的复杂性和多变性，同时，土壤样品并未完全地反映土壤本身的真实性，与之配套的一些设计结构也不能和实际相符合。

二、深基坑支护结构设计的优化方法

（一）优化设计思路

在确定设计方案时，不仅要考虑到施工现场的地形地质条件，还要考虑相关法律法规和行业规定，确保深基坑支护结构设计方案科学合理、经济安全。在优化支护结构设计方案时，应当结合实际情况合理选择支护方式。具体措施是：在深基坑支护工程施工中，支护方式通常包括悬臂式支护结构、混合式支护结构以及重力式挡土墙支护结构这三种。悬臂式支护结构主要是通过将岩土嵌入到基坑底部，以此对地面重量起到支撑作用，维护结构整体平衡性。对基坑深度较浅且土质状况良好的场地，通常选用这一支护方式；混合式支护结构基础是悬臂式支护结构，不同之处在于前者增加锚杆支护结构，如锚杆以及挡土结构等，锚杆一般在基坑防滑面外部进行固定，能够对土体起到有效稳固作用，因此，这种支护方式稳定性更高。对变形不大但规模较大的深基坑来说，采取这一支护方式效果比较理想；重力式挡土墙支护结构主要是通过本身重量来维持结构整体平衡，防止因各方面压力导致支护结构失稳。

（二）优化设计方案

深基坑支护过程中，因为施工的难度非常大，同时，所需要的时间也比较长，加之，施工条件较差，导致基坑工程的开展具有一定的不稳定性，按照施工环境和地质条件与周围的环境设施等不同因素，基坑支护的实施也会出现或多或少地安全问题，所以，设计基坑支护的方案时，需要进行综合考虑。比如，设计基坑支护的方案，需要明确勘测地下水位和管线的分布位置、基坑周围环境、基坑与周边建筑物之间的距离；从而选择支护结构类型和支护结构具体的尺寸。用这样的方法具体分析并判断，决定选择哪一种结构方案，最终分析出这一方案的运用能否确保经济性和节约性。与此同时，需要设计人员具有比较专业的技能和综合素质，需要具备丰富的设计经验，具有安全控制的意识，在设计过程中，将安全问题和质量问题作为重中之重。除此之外，要仔细筛选能够被实施的方案，保障施工安全与质量的基础上行，考量难易性以及经济性。

三、结语

综上所述，随着经济的发展，我国城市建设逐渐增多，超深超高建筑也一直在不断地增加，深基坑支护的施工技术得到一定发展。同时，深基坑支护设计施工也迎来了很大的挑战。一些深基坑工程在设计施工过程中具有较大的风险，并且施工难度较大，会导致在基坑开挖过程中基坑周边土体出现位移或者沉降过大，严重影响周围建筑物的安全，给施工带来很大的损失，对工程的工期也造成一定的影响。所以，随着科技的快速发展，建筑技术也在不断发展，施工工艺也在不断地创新，设计人员需要加强深基坑结构设计的重视，为确保基坑施工过程中的安全性，必须采取合理有效的支护措施，以免发生基坑破坏事故。